2019年冬季人教版高中化学必修一第三章《金属及其化合物》测试卷

第三章《金属及其化合物》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.取氯化钠进行焰色反应实验，火焰呈现黄色，显色的原因是(　　)

A． 氯化钠受热挥发
B． 氯化钠受热分解
C． 钠离子中电子跃迁
D． 氯离子中电子跃迁

2.下列关于金属的叙述中正确的是(　　)

A． 金属在自然界中只能以化合态的形式存在
B． 地壳中含量最多的金属元素是铁
C． 铝是当今世界上年产量最高的金属
D． 铜可用来制作导线、电缆

3.“脚印”、“笑脸”、“五环”等焰火让北京奥运会开幕式更加辉煌壮观，这些五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。下列说法错误的是(　　)
A． 观察硫酸钾的焰色应透过蓝色的钴玻璃
B． 焰色反应只是金属及其化合物的性质
C． 可用焰色反应来区别氯化钠溶液和氯化钾溶液
D． 焰色反应一定发生化学变化
4.不用试剂，只用试管和滴管不能鉴别下列无色溶液的是(　　)

A． 碳酸钠溶液和稀盐酸
B． 氯化铝溶液和氢氧化钠溶液
C． 偏铝酸钠溶液和稀盐酸
D． 氯化钙溶液和碳酸钠溶液

5.为确定碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠，下列实验操作及判断正确的是(　　)
A． 观察加热时能否放出气体
B． 观察滴加盐酸时能否放出气体
C． 溶于水中，滴加澄清石灰水，观察是否有沉淀生成
D． 溶于水中，滴加少量氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成
6.下列实验能说明燃烧不一定需要氧气的是(　　　)
①氢气在氯气中燃烧；②镁在氯气中燃烧；③镁在二氧化碳中燃烧；④钠在氯气中燃烧

A． ①
B． ②④
C． ③④
D． ①②③④

7.下列关于明矾净水的说法中不正确的是(　　)
A． 明矾溶于水后，电离产生的铝离子能生成氢氧化铝胶体
B． 氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷
C． 氢氧化铝胶粒能吸附水中杂质，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起凝聚而沉降
D． 天然水经明矾处理后可除去水中的杂质和细菌，就可以饮用了
8.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到某一温度使其全部熔化，再冷却成为合金。试据下表数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用上述方法制取的是(　　)


A． 铁铜合金
B． 镁铁合金
C． 钠铝合金
D． 铁铝合金

9.实验室中，要使氯化铝溶液中的铝离子全部沉淀出来，适宜用的试剂是(　　)

A． 氢氧化钠溶液
B． 氢氧化钡溶液
C． 盐酸
D． 氨水

10.下列关于明矾的说法不正确的是 (　　)

A． 化学式为KAl(SO4)2·12H2O
B． 属于混合物
C． 是一种硫酸盐
D． 水溶液能导电

11.下列说法不正确的是(　　)
A． 铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁
B． 铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应
C． 铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
D． 铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂
12.在两个烧杯中各加入相同体积且浓度均为3 mol·L－1的硫酸溶液，随后分别置于天平左右两个托盘上，调节天平使之平衡，此时向两烧杯中分别加入10.8 g镁与铝，反应完毕后天平两端将会(　　)

A． 放铝的一端托盘上升
B． 放镁的一端托盘上升
C． 仍保持平衡
D． 无法确定

13.多数合金与组成成分相比较，合金的(　　)

A． 性能差
B． 密度大
C． 熔点高，硬度小
D． 熔点低，硬度大

14.准确称取6.0 g铝土矿样品(含Fe2O3)，加入100 mL稀硫酸中，充分反应后向滤液中加入10 mol·L－1NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入NaOH溶液体积之间的关系如图所示。则所用硫酸物质的量浓度为(　　)


A． 1.75 mol·L－1
B． 3.5 mol·L－1
C． 0.85 mol·L－1
D． 无法确定

15.下列说法中不正确的是 (　　)

A． 人类历史上使用最早的合金是青铜
B． 钢属于铁合金
C． 目前世界上使用量最大的合金是铝合金
D． 目前世界上用途最广的是合金钢

二、填空题(共3小题)
16.如图是镁、锌、铁、铜四种金属与稀盐酸反应的示意图：

(1)根据图中现象分析，A表示的金属是________(填金属名称)。
(2)根据图中现象可知，四种金属中活动性最弱的是________(填金属名称)。
(3)写出金属C与盐酸反应的化学方程式________________________________。
(4)由图中现象可知，影响金属与酸反应快慢的因素有__________________。
17.某待测溶液中只可能含有Ag+、Fe2+、Na+、Ba2+、、、中的几种离子，依次进行下列实验：
①取少量待测液，加入足量的NaCl溶液，没有明显现象。
②继续加入足量的Na2SO4溶液，有白色沉淀生成。
③过滤，取少量滤液，加入足量的NaOH溶液，有白色絮状沉淀生成，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
根据实验现象回答：
（1）待测液中一定含有　　，一定没有　　。
（2）写出步骤②中发生反应的离子方程式　　。
（3）写出步骤③中沉淀由白色变为红褐色的化学方程式　　。
18.现有4.6 g Na、2.4 g Mg、2.7 g Al和6.4 g Cu，分别将其投入100 mL 1.5 mol·L－1盐酸中。
(1)与盐酸反应最剧烈的金属是__________(填元素符号，下同)。
(2)最后金属有剩余的是______________。
(3)反应结束后，产生气体的质量最大的是__________________。
三、实验题(共3小题)
19.化学兴趣小组设计以下实验方案，测定某已部分变质的小苏打样品中碳酸钠的质量分数。
[方案一]称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。
(1)坩埚中发生反应的化学方程式为____________________________。
(2)实验中，需加热至恒重的目的是________________________________。
[方案二]称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；向小烧杯中加入足量氢氧化钡溶液，过滤、洗涤、干燥沉淀，称量固体质量，计算。(已知：Ba2＋＋OH－＋===BaCO3↓＋H2O)。
(1)过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到的玻璃仪器为______________。
(2)实验中判断沉淀是否完全的方法是____________________________________________。
[方案三]按如下图所示装置进行实验：

(1)D装置的作用是______________________，分液漏斗中__________(填“能”或“不能”)用盐酸代替稀硫酸进行实验。
(2)实验前称取17.90g样品，实验后测得C装置增重8.80 g，则样品中碳酸钠的质量分数为______________。
(3)根据此实验测得的数据，测定结果有误差，因为实验装置还存在一个明显缺陷是______________________________。
20.某研究小组利用如图装置探究温度对一氧化碳还原氧化铁的影响。

(1)MgCO3的分解产物为____________。
(2)装置C的作用是______________，处理尾气的方法为______________________。
(3)将研究小组分为两组，按如图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒类喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验。已知Fe2＋与K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。

①乙组得到的黑色粉末是______________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为______________。
③乙组步骤4中，溶液变红的原因为______________________；溶液褪色可能的原因及其验证方法为________________________。
④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是__________________________________。
21.如图所示胶头滴管中是氢氧化钠溶液，锥形瓶中是二氧化碳气体。

(1)如果把氢氧化钠溶液滴入锥形瓶中，现象是________________________________。
(2)证明该实验中氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应，可选用的试剂是_____（填字母）。
A．稀盐酸 B．氯化钠溶液
C．氢氧化钙溶液 D．酚酞溶液
(3)如果证明该实验中氢氧化钠溶液是否有剩余，可采用的方法是_____________________。
三、计算题(共3小题)
22.把2 mol钠和1 mol铝的混合物小心地投入932 g水中，充分反应，计算：
(1)生成气体的质量为多少？
(2)溶液中有几种溶质？
(3)各溶质的质量分数为多少？
23.电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.3 mol电子发生转移。
(1)理论上可以得到金属铝多少克？
(2)需氧化铝多少克？(做题过程要规范)
24.某兴趣小组取一块表面被氧化的铝片15.9 g，将它放入足量的稀盐酸中，充分反应后测得产生氢气1.2 g。计算：
(1)铝片中铝单质的质量。
(2)被氧化的铝的质量占未氧化时铝片总质量的质量分数。


答案解析
1.【答案】C
【解析】焰色反应，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。进行焰色反应时，氯化钠吸收能量，钠离子核外电子在不同电子层上发生跃迁，产生特征的黄色光谱，不涉及物质结构和化学性质的改变。
2.【答案】D
【解析】绝大多数金属元素在自然界中是以化合态存在的，极少数不活泼的金属(如金等)以游离态存在；地壳中含量最多的金属元素是铝；目前世界上年产量最高的金属是铁。
3.【答案】D
【解析】钾元素的焰色反应呈紫色，观察时需透过蓝色的钴玻璃，以滤去黄光造成的干扰；焰色反应属于元素的性质，其单质与化合物都具有焰色反应；氯化钠溶液和氯化钾溶液的阴离子相同，金属阳离子不同，只能用焰色反应进行鉴别；焰色反应是由电子的跃迁引起的，不属于化学变化。
4.【答案】D
【解析】铝盐溶液(如氯化铝溶液)与强碱溶液(如氢氧化钠溶液)、偏铝酸盐溶液(如偏铝酸钠溶液)与强酸(如稀盐酸)、碳酸盐溶液(如碳酸钠溶液)与强酸(如稀盐酸)等，它们相互滴加的顺序不同，其反应与现象不同，不用其他试剂就可以鉴别它们。
5.【答案】D
【解析】　无论是否含有碳酸钠，加热时，碳酸氢钠分解都产生气体，不能确定是否含有碳酸钠，A错误；碳酸钠和碳酸氢钠加入盐酸都生成二氧化碳气体，不能确定是否含有碳酸钠，B错误；碳酸钠和碳酸氢钠溶于水中，滴加澄清石灰水，都产生碳酸钙沉淀，不能确定是否含有碳酸钠，C错误；溶于水中，滴加少量氯化钡溶液，只有碳酸钠产生沉淀，如能观察到白色沉淀生成，说明含有碳酸钠，D正确。
6.【答案】D
【解析】氢气、镁、钠都可以在氯气中燃烧，镁还可以在二氧化碳中燃烧，都没有氧气参加，说明燃烧不一定需要氧气。
7.【答案】D
【解析】明矾溶于水后，电离产生的铝离子生成氢氧化铝胶体，能吸附悬浮于水中的杂质，并使其从水中沉降下来，达到净水的目的。但明矾无法除去水中的细菌和微生物。
8.【答案】B
【解析】在熔合过程中，组成金属要都呈现液态，不能气化。铁的熔点1 535 ℃，铜的熔点1 083 ℃，则温度高于1 535 ℃而低于2 567 ℃时，金属不会气化，A不符合题意；从铁及镁的熔点和沸点可以看出，当铁熔化时镁已经气化，B符合题意；当温度高于660 ℃而低于883 ℃时，钠和铝都熔化， C不符合题意；当温度高于1 535 ℃而低于2 467 ℃时，铁和铝都呈液态， D不符合题意。
9.【答案】D
【解析】氢氧化铝沉淀溶于强酸、强碱而不溶于弱碱。
10.【答案】B
【解析】明矾为纯净物，属于复盐或硫酸盐，在水溶液中电离出K＋、Al3＋两种阳离子和一种阴离子，其水溶液能导电。
11.【答案】C
【解析】铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反应，二者共同产物为四氧化三铁；铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应，在反应中铁的化合价升高，铁作还原剂；铁与盐酸反应生成氯化亚铁，而不是氯化铁。
12.【答案】D
【解析】已知二种反应物的量，根据反应的化学方程式计算时需要讨论过量情况；由于硫酸用量不确定，所以不同体积用量时，过量情况又会不同。金属投入硫酸中可能会产生以下三种情况：
(1)硫酸过量，两种金属均完全反应；
(2)金属过量，硫酸的量均不足，两种金属都未完全反应；
(3)硫酸的用量对一种金属来说是足量的，对于另外一种金属是不足量的。
n(Al)＝10.8/27＝0.4 mol，与Al完全反应需硫酸：/3＝0.2 L
n(Mg)＝10.8/24＝0.45 mol，与Mg完全反应需硫酸：(0.45×1)/3＝0.15 L
(1)当V(H2SO4)≥ 0.2 L时，硫酸均足量。
0.4 mol Al置换出0.6 mol H2,0.45 mol Mg置换出0.45 mol H2，Al置换出H2多，放铝一端溶液增重少，放Al的一端升高。
(2)当V(H2SO4)≤ 0.15 L时，两种金属都过量，两烧杯中H2SO4均完全反应，放出H2的量相等，天平仍平衡。
(3)当0.15 L＜V(H2SO4)＜0.2 L时，Mg完全反应酸有余，而Al有剩余酸不足，此时镁与酸反应产生的H2仍为0.45 mol，Al与酸反应产生的H2大于0.45 mol，小于0.6 mol，放铝一端溶液增重少，放Al的一端升高。
13.【答案】D
【解析】合金的硬度一般比其成分金属大，熔点低于成分金属。
14.【答案】A
【解析】　由题意可知，沉淀量最大时溶质为Na2SO4，此时NaOH的物质的量为10 mol·L－1×0.035 L＝0.35 mol，则n(H2SO4)＝0.175 mol，硫酸物质的量浓度为0.175 mol÷0.1 L＝1.75 mol·L－1。
15.【答案】C
【解析】目前世界上使用量最大的合金仍是铁合金，C错误。
16.【答案】(1)镁　(2)铜　(3)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑　(4)金属的种类(或性质)
【解析】金属活动性越强，与酸反应越剧烈，周围气泡越多，从图中可知，ABC气泡逐渐减少，D无气泡，对应是镁、锌、铁和铜，金属本性是决定金属与酸反应快慢的主要因素。
17.【答案】（1）Fe2+、Ba2+、Ag+、、
（2）+Ba2+BaSO4↓
（3）4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3
【解析】（1）由以上分析可知，溶液中一定存在的离子为Fe2+、Ba2+、，一定不存在的离子为Ag+、、。
（2）步骤②中发生反应的反应为硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡，反应的离子方程式为+Ba2+BaSO4↓。
（3）步骤③中沉淀由白色变为红褐色，是氢氧化亚铁与氧气反应生成氢氧化铁的反应，反应的化学方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3。
18.【答案】(1)Na　(2)Mg、Al、Cu　(3)Na
【解析】钠的活泼性最强，与盐酸反应最剧烈；铜与盐酸不反应。
金属的物质的量：钠为0.2 mol、镁为0.1 mol、铝为0.1 mol，
盐酸的物质的量为0.15 mol，完全反应时，需钠0.15 mol、镁0.075 mol、铝0.05 mol，
三种金属都过量，镁、铝产生氢气的物质的量都为0.075 mol，
而过量的钠继续与水反应产生氢气，0.2 mol钠反应产生氢气的总物质的量为0.1 mol。
19.【答案】[方案一]
(1)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋ H2O
(2)保证碳酸氢钠分解完全
[方案二]
(1)玻璃棒
(2)静置后取少量上层清液于试管中，加一滴氢氧化钡溶液，如果有白色沉淀生成，说明沉淀未完全；如果不产生白色沉淀，表明沉淀已完全
[方案三]
(1)防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置　不能
(2)29.6%
(3)缺少一个驱赶残留二氧化碳气体的装置(或其他合理答案)
【解析】[方案一] (1)碳酸氢钠受热可分解，反应方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。(2)实验原理是根据加热前后固体质量变化来计算碳酸氢钠质量，碳酸氢钠完全分解才能保证实验精确度，加热至恒重是碳酸氢钠完全分解的最好测量方法。
[方案二] (1)过滤时需用玻璃棒引流。(2)静置后取少量上层清液于试管中，继续加沉淀剂，看是否生成沉淀。
[方案三] (1)空气中的水蒸气和二氧化碳会被碱石灰吸收，故D的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，以确保C装置中质量增加为反应产生的二氧化碳质量；分液漏斗中如果用盐酸代替硫酸，盐酸易挥发，这样制得二氧化碳气体中含氯化氢，浓硫酸不能吸收氯化氢，则氯化氢被碱石灰吸收，导致测到二氧化碳质量偏高。等质量碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠产生二氧化碳多，则会导致碳酸氢钠偏多，碳酸钠偏小。
(2)设碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量分别为x、y，则

，解得，则样品中Na2CO3的质量分数为×100%≈29.6%。
(3)实验装置A中存在的二氧化碳不能被C全部吸收，需设计一个装置将A、B中的二氧化碳全部吹入C中吸收。
20.【答案】(1)MgO、CO2　(2)除CO2　点燃　(3)①Fe
②Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O　③Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色　假设SCN－被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立(其他合理答案均可)　④在装置BC之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可)
【解析】(1)MgCO3的分解类似于CaCO3。(2)Zn粉与CO2反应制备CO时，CO2可能过量，C中氢氧化钠溶液可将过量的CO2除去。尾气中的CO会污染空气，可用点燃的方法除去。(3)①根据表格中的信息可知，甲、乙两组实验所得黑色固体分别是Fe3O4、Fe。②Fe3O4可视为FeO·Fe2O3。FeO、Fe2O3与盐酸反应的化学方程式分别为FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O、Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，叠加得Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，改写成离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。③乙组实验步骤3得到的溶液中含有Fe2＋而无Fe3＋，滴加新制氯水变红是由于Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液随后褪色，可能是由于Cl2将SCN－氧化，欲验证此结论是否正确，可向溶液中重新滴加KSCN溶液，观察是否重新出现红色。若出现红色，则假设成立，否则不成立。④B装置温度较高，若发生倒吸，则会造成玻璃管炸裂，因此可在装置B、C之间增加防倒吸装置。
21.【答案】(1)气球膨胀
(2)A
(3)向溶液中加入过量的氯化钙溶液，静置后，取少量上层清液于试管中，滴加几滴酚酞溶液，如果酚酞溶液变红色，说明氢氧化钠有剩余；如果酚酞溶液不变色，说明氢氧化钠没有剩余
【解析】(1)把氢氧化钠溶液滴入锥形瓶中，二氧化碳能和氢氧化钠反应，使锥形瓶中的气体压强减小，空气通过导管进入气球中，能够观察到气球膨胀。
(2)碳酸钠能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，如果加入盐酸锥形瓶中产生气泡，说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，A正确；氯化钠不能和碳酸钠反应，B错误；碳酸钠、二氧化碳都能够和氢氧化钙反应生成碳酸钙，产生白色沉淀，C错误；碳酸钠、氢氧化钠的溶液都显碱性，都能够使酚酞溶液变红色，D错误。
(3)要证明氢氧化钠有剩余，应先排除碳酸钠干扰，可采用的方法是向溶液中加入过量的氯化钙溶液，静置后，取少量上层清液于试管中，滴加几滴酚酞溶液，如果酚酞溶液变红色，说明氢氧化钠有剩余；如果酚酞溶液不变色，说明氢氧化钠没有剩余。
22.【答案】(1)生成气体的质量为5 g
(2)溶液中有氢氧化钠和偏铝酸钠两种溶质
(3)氢氧化钠的质量分数为4%, 偏铝酸钠的质量分数为8.3%
【解析】

m( H2) ＝2 g·mol－1× (1 mol＋1.5 mol)＝5 g
n(NaOH)＝1 mol　　m(NaOH)＝40 g
n(NaAlO2)＝1 mol　m(NaAlO2)＝82 g
m(溶液)＝(923＋46＋27－5) g＝991 g
氢氧化钠的质量分数：(40/991)×100%≈4%
偏铝酸钠的质量分数：(82/991)×100%≈8.3%
23.【答案】设参加反应的氧化铝的质量为xg，生成的铝的质量为yg，

得x＝5.1 g，y＝2.7 g
答：理论上可以得到金属铝2.7 g，需氧化铝5.1 g。
【解析】根据电解氧化铝的化学方程式进行计算2Al2O34Al＋3O2↑
24.【答案】(1)铝片中铝单质的质量为10.8 g。
(2)被氧化的铝的质量占未氧化时铝片总质量的质量分数为20%。
【解析】(1)设铝片中铝的质量为x

x＝10.8 g.
氧化铝的质量为15.9 g－10.8 g＝5.1 g，n(Al2O3)＝0.05 mol，被氧化n(Al)＝0.1 mol，即被氧化的m(Al)＝2.7 g，被氧化的铝的质量占未氧化时铝片总质量的质量分数＝×100%＝20%。